本文介绍了一种名为STCO(时空条件算子)的新型神经算子框架,用于解决时间相关偏微分方程(PDE)的预测问题。传统神经算子仅依赖观测状态和静态参数进行预测,难以处理控制或优化场景中需预设的边界条件(如物体运动、流入扰动或外力)。STCO通过引入“规定条件算子学习”接口,将目标时刻的条件场注入异构骨干架构,同时保留其核心计算。其创新在于结合了非学习的流感知图叶(FAGL)和双站点特征线性调制(DSFiLM),分别利用涡量场构建自适应分区,并通过多通道门控注入运动、流入和力条件。在浸没边界CFD基准上,对十二种骨干架构的测试显示,STCO平均将相对L2场误差降低31.1%,归一化压力载荷误差降低24.7%,且对多数架构的长时程预测也有改善,验证了其通用性和有效性。
| STCO | 时空条件算子,一种用于指定条件算子学习的神经网络架构,通过条件接口注入目标时间条件场。 |
| PCOL | 指定条件算子学习,一种学习范式,其中查询时的条件(如运动、流入、力)是预先指定的,而非仅由观测状态决定。 |
| FAGL | 流感知图叶,一种非学习的条件接口组件,利用涡量构建自适应分区以共同定位观测历史和条件场。 |
| DSFiLM | 双站点特征级线性调制,一种条件注入机制,通过槽位和通道门在算子计算前后分别调制特征。 |
| CFD | 计算流体动力学,用于模拟流体流动的数值方法,本文中作为基准测试问题。 |
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